隔離電源 — 模擬是否已退出歷史舞臺(tái)？
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
我的第一個(gè)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)是一款用于汽車(chē)的 150W DC 至 AC 逆變器。那時(shí)是 1999 年，我的經(jīng)理走到實(shí)驗(yàn)室，遞給我一個(gè)精美的金屬盒子，一頭是點(diǎn)煙適配器，另一頭則是 AC 插座。他告訴我這個(gè)盒子的輸出是 120V AC 60Hz 方波，我的任務(wù)是開(kāi)發(fā)一款可生成正弦波輸出的更好產(chǎn)品。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201612/328388.htm我的原型設(shè)計(jì)樣本盒中，有 PWM 控制器、一些比較器、放大器和電壓參考。這個(gè)項(xiàng)目四個(gè)月后終止。我最后明白了，用這些器件根本無(wú)法在有電動(dòng)螺絲刀插入 AC 插座時(shí)生成具有滿(mǎn)意電壓失真的美觀正弦波，更別提膝上型電腦 AC 適配器等負(fù)載。毫無(wú)疑問(wèn)這是個(gè)令人沮喪的經(jīng)歷，但這個(gè)項(xiàng)目確實(shí)讓我考慮過(guò)通過(guò)某種“更智能”產(chǎn)品來(lái)實(shí)施高級(jí)算法。
三年后我第一次接觸到數(shù)控電源。我使用門(mén)陣列邏輯 (GAL) 器件把 PWM 控制器輸出的合規(guī)推挽式信號(hào)轉(zhuǎn)換為相移全橋控制邏輯。不得不承認(rèn)，GAL 器件的編程工作令人神往。
我第一次因?yàn)閿?shù)字控制技術(shù)而感到驚嘆是在 8 年前，當(dāng)時(shí)我和一位構(gòu)建千瓦級(jí)服務(wù)器電源的設(shè)計(jì)人員談到過(guò)。他教會(huì)了我“自動(dòng)調(diào)試”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，意思是電源本身不但可根據(jù)各種輸入及負(fù)載條件找到其最佳工作點(diǎn)，而且還可在整個(gè)時(shí)間或大幅變化過(guò)程中補(bǔ)償組件偏移。我仍然記得那個(gè)時(shí)候。
當(dāng)時(shí)能想到的唯一一個(gè)字就是“哇！”
我目前擔(dān)任德州儀器 (TI) 高性能隔離產(chǎn)品線(xiàn)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理，主要負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)UCD3138系列數(shù)字電源控制器。能親眼目睹數(shù)字革命的肇始，是我的榮幸。今天UCD3138數(shù)字 PWM 控制器與 C2000 微控制器系列同時(shí)代表著 TI 離線(xiàn)與隔離式 DC/DC 電源的旗艦級(jí)解決方案。
雖然數(shù)字控制如此熱門(mén)，但值得一提的是，業(yè)界一流的隔離式電源模擬控制器（例如UCC28251與LM5045等）仍然具有極大作用和優(yōu)勢(shì)。
我有機(jī)會(huì)和來(lái)自各行各業(yè)的電源設(shè)計(jì)人員共事，因此清楚地了解數(shù)字電源控制器以及純模擬控制器能給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)什么樣的優(yōu)勢(shì)。
行業(yè)中似乎有這樣一種觀點(diǎn)：模擬控制已經(jīng)或者即將退出歷史舞臺(tái)。與數(shù)字控制相比，模擬控制可充分滿(mǎn)足極為不同的需求。
為幫助您確定如何在兩種解決方案中做出選擇，我制作了一個(gè)表格：
需選擇模擬 | 需選擇數(shù)字 | ||
系統(tǒng)要求…… | 部件 | 系統(tǒng)要求…… | 部件 |
超低待機(jī)功耗 例如：平板電腦／手機(jī)充電器、膝上型電腦 AC 適配器、攝像機(jī)以及游戲機(jī)等 | UCC28710 UCC28740 LM5023 | 高級(jí)控制方案 例如：HV 空調(diào)、UPS 以及電動(dòng)車(chē)輛等 | C2000 系列 |
超低解決方案成本 例如：機(jī)頂盒 AC 適配器以及網(wǎng)絡(luò)等 | UCC28700 UCC28720 | 各種輸入／負(fù)載／故障條件下的可靠性能 例如：進(jìn)入預(yù)偏置負(fù)載的啟動(dòng)以及輸入 DIP 瞬態(tài)等 | UCD3138 |
超小外形 例如：電信 1/32磚型電源模塊 | LM5025A LM5020 | 通信、診斷、熱啟動(dòng)、自校準(zhǔn)／自動(dòng)調(diào)試 例如：基站 RRU 的電源以及太陽(yáng)能系統(tǒng)等 | UCD3138 UCD3138064 C2000 系列 |
超簡(jiǎn)單 例如：具有 PMW 邏輯和集成高電壓驅(qū)動(dòng)器／FET 的家用電器電源、為微控制器及 LED 顯示器供電的非隔離式 AC/DC 降壓以及LED 燈等 | UCC25230 LM5017 LM5018 LM5019 | 系統(tǒng)級(jí)效率優(yōu)化 例如：服務(wù)器電源與高端網(wǎng)絡(luò)等 | UCD3138 UCD3138064 |
一位 E2E 會(huì)員在這里的微控制器論壇上發(fā)起了關(guān)于數(shù)字與模擬控制對(duì)比的討論。如欲了解有關(guān)差分模擬控制與數(shù)字控制的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)該論壇。
有了隔離式電源，通常需要使用模擬 PWM 控制器，因?yàn)槟M與數(shù)字控制之間的選擇永遠(yuǎn)都不會(huì)是黑與白那么明了。在某些情況下需要模擬控制器，而在某些情況下數(shù)字控制則具有明顯優(yōu)勢(shì)。
非常不錯(cuò)的是，您可根據(jù)您的設(shè)計(jì)需求高度靈活地進(jìn)行選擇！
評(píng)論